JP3770394B2 - Bicycle shift control device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速制御装置、特に、歯数が異なるそれぞれ複数枚の前後のスプロケット及びスプロケットのいずれかにチェーンをシフトさせるための前後のディレーラを有する前後の変速装置の少なくとも一方を電気的に制御して前後のスプロケットの組み合わせを変更する自転車用変速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スポーツ用の自転車や軽快車には、前後の変速装置(たとえば、前後のディレーラ及び前後の複数枚のスプロケット)を車速に応じて変速制御する自動変速機能付きの変速制御装置を有するものが従来知られている(たとえば、特許文献1参照。)。前記文献に開示された前後の変速装置を自動変速する従来の変速制御装置では、自動変速モード時に前後の変速装置を車速に応じて変速するとともに、前後の変速装置の変速時に使用中のスプロケットのいずれかを使用して変速するように変速制御している。これにより無駄な変速が生じないようにしている。このように前後の変速装置を用いて自動変速すると、後変速装置だけを自動変速する場合に比べて細かいギア比の変化に応じたきめ細かい自動変速が可能になる。
【0003】
また、一般に、複数のスプロケットとディレーラとを有する外装式変速装置では、クランク軸の外周側に配置される前側のスプロケットでは、最も歯数が多いスプロケットがクランク軸の軸方向外方に配置され、それから軸方向内方に向かって歯数を徐々に少なくしている。また、後輪に装着される後側のスプロケットでは、最も歯数の多いスプロケットがハブ軸の軸方向内方に配置されそれから軸方向外方に向かって歯数を徐々に少なくしている。このように前後の複数のスプロケットが配置された場合、最も外側同士のスプロケットが最もギア比が大きくなり、最も内側同士のスプロケットが最もギア比が小さくなる。
【0004】
【特許文献1】
特表平8−501742号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、無駄な変速が生じないようにするために、前後の変速装置の変速時に使用中のスプロケットのいずれかを使用して変速するように変速制御している。このため、最も歯数の大きなスプロケット同士及び最も歯数が小さいスプロケット同士の組み合わせを用いた変速動作が生じる。このような前後のスプロケットの組み合わせは、軸方向の最も外方に配置されたスプロケットと最も内方に配置されたスプロケットとの組み合わせになり、チェーンがスプロケットに対して斜めに大きく傾くことになる。このようにチェーンが傾くと、前スプロケットからチェーンへの伝達効率及びチェーンから後スプロケットへの伝達効率が悪くなる。また潤滑を怠った場合など、場合によってはスプロケットとチェーンとが擦れて音鳴りが生じることもある。
【0006】
このことは手動により変速する場合にも同様であり、前記のようなスプロケットの組み合わせが生じると上述した問題が生じやすい。
【0007】
本発明の課題は、前後の変速装置を変速制御する装置において、前後の変速装置間の伝達効率を高く維持できるとともに、音鳴りを生じにくくすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
発明1に係る自転車用変速制御装置は、歯数が異なるそれぞれ複数枚の前後のスプロケット及びスプロケットのいずれかにチェーンをシフトさせるための前後のディレーラを有する前後の変速装置のいずれかを、前後の変速スイッチの操作に応じて電気的に制御して前後のスプロケットの組み合わせを変更する装置であって、組み合わせ禁止手段と、変速信号生成手段と、シフト手段とを備えている。組み合わせ禁止手段は、最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数の後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかを禁止するための手段である。変速信号生成手段は、前変速スイッチの作に応じて、変速装置変速させるための変速信号を生成して出力し、後変速スイッチの操作に応じて、後変速装置を変速させるための変速信号を生成して出力する手段である。シフト手段は、変速信号生成手段から後変速信号が出力されたとき、前後のディレーラの変速位置に応じて前ディレーラ電気的に制御して、組み合わせ禁止手段により禁止された前後のスプロケットの組み合わせが生じないようにチェーンをシフトさせる手段である。
【0009】
この変速制御装置では、組み合わせ禁止手段により、最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前記前スプロケットと最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかが禁止されると、シフト手段は、その組み合わせが生じないように前後のディレーラの少なくとも一方を制御してチェーンをシフトする。ここでは、手動変速において、組み合わせ禁止手段で禁止された最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数の後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかが生じないので、チェーンがスプロケットに対して大きく傾くような組み合わせが生じにくくなり、前後の変速装置間の伝達効率を高く維持できるとともに音鳴りが生じにくくなる。
【0010】
発明2に係る自転車用変速制御装置は、発明1に記載の装置において、前スプロケットは3枚であり、組み合わせ禁止手段は、中間歯数の前スプロケットと最大歯数及び最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する。この場合には、次にチェーンの傾きが大きい中間歯数の前スプロケットと最大及び最小歯数の後スプロケットとの組み合わせがさらに禁止されるので、前後の変速装置間の伝達効率をさらに高く維持できるとともに音鳴りがさらに生じにくくなる。
【0011】
発明3に係る自転車用変速制御装置は、発明1又は2に記載の装置において、組み合わせ禁止手段は、最大歯数の前スプロケットと最大歯数より1段階歯数が少ない前記後スプロケット及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数より1段階歯数が多い後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する。この場合には、次にチェーンの傾きが大きい最大歯数の前スプロケットと最大歯数より1段階歯数が少ない前記後スプロケット及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数より1段階歯数が多い後スプロケットとの組み合わせがさらに禁止されるので、前後の変速装置間の伝達効率をさらに高く維持できるとともに音鳴りがさらに生じにくくなる。
【0012】
発明4に係る自転車用変速制御装置は、発明1から3のいずれかに記載の装置において、自転車のクランクが回転しているか否かを検出するクランク回転検出手段をさらに備え、シフト手段は、クランクが回転していないと判断すると、前後の変速スイッチのいずれかが操作されてもチェーンをシフトさせない。
【0013】
発明5に係る自転車用変速制御装置は、発明1から4のいずれかに記載の装置において、シフト手段は、前後のディレーラを電気的に制御して、組み合わせ禁止手段により禁止された前後のスプロケットの組み合わせが生じようとするとそれより歯数が1段階異なる前スプロケットにチェーンをシフトさせる。この場合には、禁止する組み合わせが生じようとすると、前スプロケットで変速動作が行われるので、スムーズな変速を実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1において、本発明の一実施形態を採用した自転車は前後サスペンション付きのマウンテンバイクであり、リアサスペンション13r付きのフレーム体2とフロントサスペンション13f付きのフロントフォーク3とを有するフレーム1と、ハンドル部4と、前後の変速装置8,9を含む駆動部5と、フロントフォーク3に装着された前輪6と、ハブダイナモ10が装着された後輪7と、前後の変速装置8,9を含む各部を制御するための制御装置11(図3)とを備えている。
【0015】
フレーム1のフレーム体2は、異形角パイプを溶接して製作されたものである。フレーム体2には、サドル18や駆動部5を含む各部が取り付けられている。フロントフォーク3は、フレーム体2の前部に斜めに傾いた軸回りに揺動自在に装着されている。
【0016】
ハンドル部4は、図2に示すように、フロントフォーク3の上部に固定されたハンドルステム12と、ハンドルステム12に固定されたハンドルバー15とを有している。ハンドルバー15の両端にはブレーキレバー16とグリップ17とが装着されている。ブレーキレバー16の装着部分には、前後の変速装置8,9の手動変速操作を行う前後の変速スイッチ20a,20b、20c,20dと、運転モードを自動変速モードと手動変速モードとに切り換える操作スイッチ21aと、サスペンション13f,13rの硬軟の手動切り換えを行うための操作スイッチ21bとが装着されている。変速スイッチ20aは、手動変速モード時に後述するリアディレーラ26rを1段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ20bは、リアディレーラ26rを1段ずつシフトアップするためのスイッチである。変速スイッチ20cは、手動変速モード時に後述するフロントディレーラ26fを1段ずつシフトダウンするためのスイッチであり、変速スイッチ20dは、フロントディレーラ26fを1段ずつシフトアップするためのスイッチである。
【0017】
駆動部5は、フレーム体2の下部(ハンガー部)に設けられクランク27と、外装式の前後の変速装置8,9とを有している。前変速装置8は、クランク27に装着された3枚のスプロケットF1〜F3と、フレーム体2に装着されたフロントディレーラ26fとを有している。後変速装置9は、たとえば8枚のスプロケットR1〜R8を有する多段ギア25と、フレーム体2の後部に装着されたリアディレーラ26rとを有している。クランク27は、3枚のスプロケットF1〜F3が装着されたギアクランク27aと左クランク27bとを有している。また、駆動部5は、ギアクランク27aと多段ギア25のそれぞれいずれかのスプロケットF1〜F3,R1〜R8に掛け渡されたチェーン29を有している。
【0018】
フロント側のスプロケットF1〜F3は、歯数が最も少ないスプロケットF1から順に歯数が多くなっており、歯数が最も多いスプロケットF3が最も外側に配置されている。また、リア側のスプロケットR1〜R8は、歯数が最も多いスプロケットR1から順に歯数が少なくなっており、歯数が最も少ないスプロケットR8が最も外側に配置されている。なお図1では、図面を簡略化するためにスプロケットR1〜R8の枚数を正確には表していない。
【0019】
左クランク27b側の回転中心には、クランク27の回転を検出するための回転検出器(図示せず)が装着されている。回転検出器は、リードスイッチ23(図3)と、リードスイッチ23の回転中心側でクランク27の回転方向に間隔を隔てて配置された磁石(図示せず)とを有しており、リードスイッチ23からクランク27の1回転当たり4つのパルスが出力される。ここで、回転検出器を設けたのは、外装変速機の場合、クランク27が回転していないと変速できないため、クランク27が回転しているときのみ変速動作が行われるようにするためである。
【0020】
後輪7のハブダイナモ10は、ディスクブレーキのブレーキディスク及び多段ギア25が装着されたフリーホイールを装着可能なハブであり、内部に後輪7の回転により発電する交流発電機19(図3)を有している。
【0021】
制御装置11は、変速スイッチ20a〜20dや操作スイッチ21a,21bの操作に応じて変速装置8,9やサスペンション13f,13rを制御するとともに、速度に応じてそれらを自動制御する。
【0022】
制御装置11は、図3及び図4に示すように、第1、第2及び第3制御ユニット30〜32の3つの制御ユニットを有している。第1制御ユニット30は、交流発電機19に接続されている。第1制御ユニット30は、交流発電機19で生成された電力で駆動され、供給された電力によりフロントディレーラ26f、リアディレーラ26r及びリアサスペンション13rを制御する。第1制御ユニット30は、第2制御ユニット31に接続され、第2制御ユニット31や第3制御ユニット32に制御信号を電力に乗せて供給する。具体的には供給された電力を制御信号に応じてオンオフさせて制御信号を電力にのせて出力する。
【0023】
第2制御ユニット31は、第1制御ユニット30から送られた制御信号に応じて、フロントサスペンション13fを制御するとともに、各スイッチ20a〜20d、21a,21bの操作情報を第1制御ユニット30に仲介する。
【0024】
第3制御ユニット32は第2制御ユニット31に着脱自在に装着されている。第3制御ユニット32は、走行情報を表示可能な液晶表示部56を有しており、第1制御ユニット30から出力された制御信号に応じて液晶表示部56を表示制御する。液晶表示部56は、車速、走行距離、変速位置などの走行情報を表示する。
【0025】
第1制御ユニット30は、たとえば、フレーム体2の下部のハンガー部に装着されており、回転検出器及びフロントディレーラ26fに隣接して設けられている。第1制御ユニット30は、運転モードに応じて変速装置8,9及びリアサスペンション13rを制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じて変速装置8,9を変速制御するとともにリアサスペンション13rを速度に応じて硬軟2つの硬さに制御する。手動モードの時には各変速スイッチ20a〜20d及び操作スイッチ21a,21bの操作に応じて変速装置8,9及びリアサスペンション13rを制御する。また、速度信号を制御信号として第2制御ユニット31及び第3制御ユニット32に出力する。
【0026】
第1制御ユニット30は、CPUやメモリやI/Oインターフェイスなどを含むマイクロコンピュータからなる第1制御部35を有している。第1制御部35には、交流発電機19からのパルス出力により速度信号を生成するための波形成形回路36と、充電制御回路33と、第1蓄電素子38aと、回転検出器のリードスイッチ23と、電源通信回路34と、電源オンオフスイッチ28とが接続されている。また、フロントディレーラ26fのモータドライバ(FMD)39fと、リアディレーラ26rのモータドライバ(RMD)39rと、フロントディレーラ26fの動作位置センサ(FLS)41fと、リアディレーラ26rの動作位置センサ(RLS)41rと、リアサスペンション13rのモータドライバ(RSD)43rとが接続されている。
【0027】
第1制御部35内のメモリには、各種の走行情報などの走行データが記憶されるとともに、制御に必要な制御データが格納されている。たとえば、制御データとして、図12及び図13に示すように、各スプロケットF1〜F3,R1〜R8の組み合わせと車速とに応じて変速するためのシフトアップしきい値U(F,R)(図12)及びシフトダウンしきい値D(F,R)(図13)が格納されている。ここで、シフトアップしきい値U(F,R)及びシフトダウンしきい値D(F,R)は、車速で設定されており、ライダーの好みや走行状態に合わせて変速タイミングの車速が異なるテーブル4〜テーブル−4までの、たとえば9段階に設定されている。ここでは、テーブル0からテーブル4に向かうに従って高速側で変速し、逆にテーブル−4に向かうに従って低速側で変速する。ここでは、図14では、テーブル0において、たとえばフロントディレーラ26fのスプロケットF2とリアディレーラ26rのスプロケットR3にチェーン29が掛けられた状態で変速するタイミングは、F2とR3との交点の速度(この場合は11.66)を超えたときである。この値が前後のスプロケットF2,R3の組み合わせのシフトアップしきい値U(F2,R3)になる。図13に示すシフトダウンしきい値も同様である。
【0028】
第1制御部35には、第1蓄電素子38aにダイオード42を介して接続された第2蓄電素子38bからの電力が供給されている。ダイオード42は、第1蓄電素子38aから第2蓄電素子38bへ一方向のみ電流を流すように設けられている。これにより、第2蓄電素子38bから第1蓄電素子38aへの逆流を防止できる。ここで、第1蓄電素子38aは主に、モータドライバ39f,39r,43f,43rやモータドライバ39f,39r,43f,43rにより駆動されるモータを有するサスペンション13f,13rやディレーラ26f,26rなどの消費電力が大きく電気容量の大きな電装品の電源として使用される。ただし、後述する第2制御部45の電源としても使用される。第2蓄電素子38bは、第1制御部35、後述する第3制御部55及び液晶表示部56等の消費電力が小さく電気容量の小さな電装品の電源として使用される。
【0029】
第1及び第2蓄電素子38a,38bは、たとえば電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサからなり、交流発電機19から出力され、充電制御回路33で整流された直流電力を蓄える。なお、蓄電素子38a,38bをコンデンサに代えてニッケル・カドニウム電池やリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成してもよい。
【0030】
充電制御回路33は、交流発電機19から出力された電力を整流して直流の電力を生成する整流回路37と、整流回路37から出力された電力を第1制御部35からの電圧信号によりオンオフする充電オンオフスイッチ40とを備えている。充電オンオフスイッチ40は、第1蓄電素子38aに過大な電圧の電力を蓄えないようにするためのものである。第1蓄電素子38aの電圧は第1制御部35により監視されており、第1制御部35は監視している電圧が所定電圧(たとえば7ボルト)以上になると充電オンオフスイッチ40をオフする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ40を開く。また、所定電圧(たとえば5.5ボルト)以下になるとオンする電圧信号を出力し、充電オンオフスイッチ40を閉じる。
【0031】
電源通信回路34は、第2蓄電素子38bにも接続されている。電源通信回路34は、第1制御部35からの速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号により第2蓄電素子38bから送られた電力をオンオフして制御信号を含む電力を第2制御ユニット31に向けて制御信号を供給する。
【0032】
電源オンオフスイッチ28は、第1蓄電素子38aにも接続されている。電源オンオフスイッチ28は、第1蓄電素子38aからフロントサスペンション13fのモータドライバ43f及び第2制御ユニット31に送る電力をオンオフするために設けられている。電源オンオフスイッチ28は、前後のサスペンション13f,13rの硬軟の制御が終了すると第1制御部35からの信号によりオフされ、制御開始時にオンする。これにより、第1蓄電素子38aの電力の無駄な消耗を抑えることができる。
【0033】
各モータドライバ39f,39r,43f,43rは、制御信号に応じてディレーラ26f,26rに設けられたモータ44f,44r、サスペンション13f,13rに設けられたモータ(図示せず)を駆動する駆動信号を各モータに出力する。
【0034】
第2制御ユニット31は、図2に示すように、ハンドル部4のハンドルバー15に固定可能なブラケット50により取り付けられている。第2制御ユニット31は、図4に示すように、マイクロコンピュータからなる第2制御部45を有している。第2制御部45には、第1受信回路46と、フロントサスペンション13fのモータドライバ(FSD)43fが接続されている。第1受信回路46は、第1制御ユニット30の電気通信回路34に接続されており、電力に含まれる制御信号を抽出して第2制御部45に出力する。電気通信回路34は、第3蓄電素子38cにも接続されている。第3蓄電素子38cは、たとえば電解コンデンサなどの比較的小容量のコンデンサを用いており、制御信号によりオンオフされた電力を平滑化するために設けられている。第3蓄電素子38cには、バッファアンプ48が接続されている。バッファアンプ48は、入出力電圧を一定に保持できるアンプであり、変速スイッチ20a,20b及び操作スイッチ21a,21bからのアナログの電圧信号を安定化させるために設けられている。
【0035】
第2制御ユニット31は、第1蓄電素子38aからの電力により動作するとともに、第2蓄電素子38bの電力に乗せられた制御信号に基づきフロントサスペンション13fを運転モードに応じて制御する。具体的には、自動モードの時には、速度に応じてフロントサスペンション13fの硬軟の切り換えを行うとともに、手動変速モードの時には、操作スイッチ21bの操作に応じてフロントサスペンション13fの硬軟の切り換えを行う。なお、前述したように、第2制御部45は、電源オンオフスイッチ28によりサスペンションの制御の時のみ動作するようになっている。
【0036】
第3制御ユニット32は、いわゆるサイクルコンピュータと呼ばれものであり、第2制御ユニット31に着脱自在に装着されている。また、第3制御ユニット32には、たとえばボタン電池などの電池59が装着されており、電池59からも電力を供給できるようになっている。これにより、第3制御ユニット32を第2制御ユニット31から取り外しても第3制御ユニット32は動作可能になっている。このため、ホイール径の設定などの各種の初期設定を行うことができるとともに、走行距離,走行時間等の各種のデータを記憶させることができる。
【0037】
第3制御ユニット32は、図4に示すように、マイクロコンピュータからなる第3制御部55を有している。第3制御部55には、液晶表示部56と、バックライト58と、電池59、第2受信回路61と、第4蓄電素子38dとが接続されている。液晶表示部56は、速度やケイデンスや走行距離や変速位置やサスペンションの状態などの各種の走行情報を表示可能であり、バックライト58により照明される。電力安定化回路57は、電力をオンオフして制御信号を供給してもオンオフ信号を含む電力をたとえば平滑化により安定化するものである。これにより、オンオフする制御信号を電力乗せてもバックライト58のちらつきが生じにくくなる。
【0038】
第2受信回路61は、第1受信回路46と並列に接続されており、第2蓄電素子38bからの電力に含まれる制御信号を抽出して第3制御部55に出力する。第4蓄電素子38dは、たとえは電解コンデンサからなり、第2蓄電素子38bから供給される電力を蓄えてオンオフする制御信号による影響を少なくするために設けられている。第4蓄電素子38dは、第2受信回路61と並列に接続されており、第3制御部55及び電力安定化回路57に接続されている。
【0039】
図5は、液晶表示部56の表示面71の表示内容を示す図である。表示面71には、主数値表示部72と、副数値表示部73と、内容表示部74と、後ギア段数表示部75と、前ギア段数表示部76とが設けられている。主数値表示部72と副数値表示部73には自転車の速度、時刻等の情報を数値により表示する。内容表示部74は主数値表示部72と副数値表示部73の表示内容を示すとともに変速モードを表示するものである。たとえば、「VEL」は走行速度、「DST」は走行距離あるいは積算距離、「CLK」は時刻、「TIM」は走行時間、「GEA」はチェンジギア装置のシフト位置を表示していることを示している。また,「AT」は自動変速モードに、「MT」は手動変速モードに設定されていることを示している。
【0040】
速度の単位は「Km/h」と「Mile/h」とを切り換え可能であり、距離の単位は「Km」と「Mile」とを切り換え可能である。液晶表示部56の初期設定において距離の単位を設定することにより、表示面71の単位表示も設定された単位を表示するものである。
【0041】
後ギア段数表示部75は、後変速装置9のギア段数(変速段の位置)を表示するものである。後ギア段数表示部75は、寸法が順次小さくなる円板状表示が左から右に並んでいる。これは実際の後変速装置9のギアの有効径に対応して、配列されているものである。また、液晶表示部56の初期設定において、前後の変速装置8,9のギア段数を自転車の実際のギア段数に合致するように設定することができる。例えば、後ギア段数を8段に設定しておけば、後ギア段数表示部75は左側から8個の円板状表示が表示され、右側の1個は表示されない。
【0042】
前ギア段数表示部76は前変速装置8のギア段数を表示するものである。前ギア段数表示部76は、寸法が順次小さくなる円板状表示が右から左に並んでいる。初期設定で、前ギア段数を2段に設定しておけば、前ギア段数表示部56は右側から2個の円板状表示が表示され、左側の1個は表示されない。このように後ギア段数表示部75と前ギア段数表示部76は、自転車の実際の変速装置8,9のギア配列に対応した円板状表示の大小配列となるように配置されているので、ギア段数が直感的に一目で分かるものとなっている。
【0043】
このような構成の制御装置11では、自転車が走行するとハブダイナモ10の交流発電機19が発電し、その電力が第1制御ユニット30に送られ、第1及び第2蓄電素子38a,38bに電力が蓄えられる。ここで、交流発電機19が後輪7に設けられているので、たとえばスタンドを立ててペダルを回せば充電量が不足していても第1及び第2蓄電素子38a,38bを充電できる。このため、変速装置の調整のためにペダルを回せば簡単に充電でき、充電量が不足していても液晶表示部56の設定等の作業を容易に行える。
【0044】
また、第1制御ユニット30がハンガー部に設けられているので、交流発電機19との距離が近くなり、電源ケーブルが短くて済み信号のやり取りや電力供給の効率が高くなる。
【0045】
また、波形成形回路36で波形成形されたパルスにより第1制御部35で速度信号が生成されると、自動変速モードのときその速度信号に応じてディレーラ26f,26r及びサスペンション13f,13rが制御される。具体的には、自動モードで走行中に速度が所定のしきい値を超えたりそれより遅くなると変速動作が行われる。この変速動作はリアディレーラ26rが優先して行われる。また、速度が所定速度以上になると両サスペンション13f,13rの硬さが硬くなる。
【0046】
このディレーラ26f,26rやサスペンション13f,13rなどのモータで駆動される電気容量が大きな電装品が駆動されると、第1蓄電素子38aの電圧が低下することがある。第1制御部35や第3制御部55や液晶表示部56が第1蓄電素子38aを電源としていると、この電圧低下でリセットされたり不具合が生じるおそれがある。しかし、ここでは、ダイオード42により第1蓄電素子38aと接続された第2蓄電素子38bをこれらの電装品の電源としているので第1蓄電素子38aが電圧降下してもその影響を受けることがない。また、第2制御部45は、第1蓄電素子38aを電源としているが、サスペンション13fの制御時以外はオフしているので第1蓄電素子38aの電圧降下の影響を受けにくい。
【0047】
第1制御部35で生成された速度、距離、変速段、自動又は手動、サスペンションの硬軟などの情報に応じた制御信号は電源通信回路34に出力され、制御信号により電源通信回路34が第2蓄電素子38bから供給された電力をオンオンし、電力のオンオフで表現された制御信号が電力とともに第2制御部45及び第3制御部55に送られる。第2制御部45は、第1蓄電素子38aから供給された電力で動作するとともに、第2蓄電素子38bからの電力に乗せられた制御信号によりフロントサスペンション13fを制御する信号をモータドライバ43fに出力する。また、第3制御部55では、制御信号に基づく速度やその他の種々の情報を液晶表示部56に出力するとともに、そのパルスにより距離の算出等も行う。
【0048】
また、操作スイッチ21a,21bや変速スイッチ20a〜20dが操作されると、異なるアナログ電圧の信号がバッファアンプ48を介して第1制御部35に出力され、第1制御部35でディレーラ26f,26rを制御する信号やサスペンション13f,13rを制御する信号やモードを変更する信号が生成されるこのうち、フロントサスペンション13fを制御する信号は、電源通信回路34に出力されて速度信号と同様に電力をオンオフして第2制御部45に出力され、第2制御部45でフロントサスペンション13fが制御される。
【0049】
次に、第1制御ユニット30に搭載された第1制御部35の変速動作を主に説明する。
【0050】
後輪7が回転して交流発電機19から電力が供給され、それが第1蓄電素子38aに蓄えられて第1制御部35に供給されると、自転車1の変速制御が可能となる。これにより、まず、図6のステップS1にて第1制御部35の初期設定を行う。この初期設定では、変速モードがたとえば自動変速モードに設定される。ステップS2では、自動変速モードか否かを判断する。ステップS3では、手動変速モードか否かを判断する。ステップS4では、たとえば、サスペンション13f,13rの硬軟や液晶表示部56の画面表示の変更や9種類のしきい値の選択操作などの他のモードが指定されたか否かを判断する。
【0051】
自動変速モードが指定されたと判断すると、ステップS2からステップS5に移行するステップS5では、交流発電機19から出力され波形成形回路36で波形成形された信号をもとに算出した車速Vを取り込む。ステップS6では、現在のスプロケットの組み合わせ(前後の変速段を組み合わせ)F,Rを各ディレーラ26f,26rに設けられた動作位置センサ41f,41rの状態により取り込む。ここで、変数Fは、フロントディレーラ26fの動作位置を示す変数であり、1から3の間で変化する。また、変数Rは、リアディレーラ26rの動作位置を示す変数であり、1から8の間で変化する。
【0052】
ステップS7では、取り込んだ車速Vが前後の変速段の組み合わせ毎に設定された図12に示したシフトアップしきい値U(F,R)を上回っているか否かを判断する。
【0053】
具体的には、車速Vを取り込む都度、波形成形回路36から出力される車速Vに応じたパルス間隔としきい値に応じたパルス間隔とを比較する。パルス間隔を比較する場合、車速Vに応じてパルス間隔は変動するため、車速Vに応じたパルス間隔がしきい値に応じたパルス間隔より短い(車速Vが速い)か長い(車速Vが遅い)かによりしきい値を超えたと判断する。
【0054】
ステップS8では、取り込んだ車速Vが変速段の組み合わせ毎に設定された図13に示したシフトダウンしきい値D(F,R)を下回っているか否かを判断する。取り込んだ車速Vが変速段の組み合わせ毎のシフトアップしきい値U(F,R)を上回っていると判断すると、ステップS7からステップS9に移行する。ステップS9では、取り込んだ車速Vが後変速装置9のひとつ高速側のスプロケットR+1と前変速装置8のスプロケットFとの組み合わせによるシフトアップしきい値U(F,R+1)を上回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に加速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Vがシフトアップしきい値U(F,R+1)を上回っていないと判断すると、ステップS9からステップS10に移行して後変速装置9の変速を優先する、図7に示すシフトアップ1処理を実行する。取り込んだ車速Vがシフトアップしきい値U(F,R+1)を上回っていると判断する、つまり自転車が急激に加速していると判断すると、ステップS9からステップS11に移行して前変速装置8の変速を優先する、図8に示すシフトアップ2処理を実行する。
【0055】
取り込んだ車速Vが変速段毎のシフトダウンしきい値D(F,R)を下回っていると判断すると、ステップS8からステップ12に移行する。ステップS12では、取り込んだ車速Vが後変速装置9のひとつ低速側のスプロケットR−1と前変速装置8のスプロケットFとの組み合わせによるシフトダウンしきい値D(F,R−1)を下回っているか否かを判断する。この判断により、自転車が急激に減速しているか否かを判断する。取り込んだ車速Vがシフトダウンしきい値D(F,R−1)を下回っていないと判断すると、ステップS12からステップS13に移行して後変速装置9の変速を優先する、図9に示すシフトダウン1処理を実行する。取り込んだ車速Vがシフトダウンしきい値D(F,R−1)を下回っていると判断する、つまり自転車が急激に減速していると判断すると、ステップS12からステップS14に移行して前変速装置8の変速を優先する、図10に示すシフトダウン2処理を実行する。ここでは、加減速が大きくなる、つまり自転車の速度が急激に変化する場合は後変速装置9ではなく前変速装置8によるの変速を優先しておこない、ギア比を大きく変化させている。
【0056】
手動変速モードと判断すると、ステップS3からステップS15に移行する。ステップS15では、図11に示す手動変速処理を実行する。他のモードと判断すると、ステップS4からステップS16に移行する。ステップS16では、選択された他のモード処理を実行する。たとえば、サスペンション13f,13rの硬軟の切り換えや、液晶表示部56の表示の切り換えや、しきい値の変更処理などがこの処理に含まれる。
【0057】
この変速制御システムでは、チェーンが大きく傾くのを防止するために、シフトアップ1処理では、スプロケットF1(フロント側の最も歯数が少ないスプロケット)とスプロケットR7(リア側の二番目に歯数が少ないスプロケット)との組み合わせ、スプロケットF1とスプロケットR8(リア側の最も歯数が少ないスプロケット)との組み合わせ、及びスプロケットF2(フロント側の中間歯数のスプロケット)とスプロケットR8との組み合わせの3つの組み合わせを禁止している。また、シフトダウン1処理では、スプロケットF2とスプロケットR1(リア側の最も歯数が多いスプロケット)との組み合わせ、スプロケットF3(フロント側の最も歯数が多いスプロケット)とスプロケットR1との組み合わせ、及びスプロケットF1とスプロケットR2(リア側の二番目に歯数が多いスプロケット)との組み合わせの3つの組み合わせを禁止している。
【0058】
シフトアップ1処理では、図7のステップS20でクランクが回転しているか否かを判断する。外装変速装置ではクランクが回転していないと変速できないためこの判断を行っている。クランクの回転は、リードスイッチ23からのパルス入力により判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【0059】
クランクが回転している場合はステップS21に移行する。ステップS21では、リアディレーラ26rがスプロケットR6の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR6の位置にない場合には、ステップS22に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR7の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にない場合には、ステップS23に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR8の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にある場合には、何も処理せずメインルーチンに戻る。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にない場合には、ステップS23からステップS24に移行してリアディレーラ26rを一段シフトアップする。
【0060】
リアディレーラ26rがスプロケットR6の位置にある場合には、ステップS21からステップS25に移行する。ステップS25では、フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF1とスプロケットR7との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にある場合には、ステップS25からステップS26に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトアップする。これにより、スプロケットF1とスプロケットR7及びスプロケットR8との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にない場合には、ステップS25からステップS27に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR7の位置にシフトアップする。
【0061】
リアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にある場合には、ステップS22からステップS28に移行する。ステップS28では、フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS28からステップS30に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF3の位置にシフトアップする。これにより、スプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合には、ステップS28からステップS29に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR8の位置にシフトアップする。これらの処理が終了するとメインルーチンに戻る。
【0062】
シフトアップ2処理、つまりフロント優先変速処理では、図8のステップS30でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。クランクが回転している場合はステップS31に移行する。ステップS31では、フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にある場合には何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にない場合には、ステップS31からにステップS32に移行してフロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合、つまりフロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にある場合には、ステップS32からにステップS33に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にある場合には、ステップS33からステップS34に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR2の位置にシフトアップしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトアップする。これにより、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にない場合には、ステップS33からステップS35に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトアップする。
【0063】
フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS32からステップS36に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF3とスプロケットR2との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にある場合には、ステップS36からステップS37に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR3の位置にシフトアップしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF3の位置にシフトアップする。これにより、禁止されたスプロケットF3とスプロケットR2との組み合わせ及びスプロケットF3とスプロケットR1との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にない場合には、ステップS36からステップS35に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトアップする。
【0064】
このフロント優先処理であるシフトアップ2処理では原則的にフロントディレーラ26fだけをシフトアップする。しかし、禁止された組み合わせが生じる場合には、フロントディレーラ26fに加えてリアディレーラ26rもシフトアップする。
【0065】
シフトダウン1処理では、図9のステップS40でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。
【0066】
クランクが回転している場合はステップS41に移行する。ステップS41では、リアディレーラ26rがスプロケットR3の位置にあるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR3の位置にない場合には、ステップS42に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR2の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にない場合には、ステップS43に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR1の位置あるか否かを判断する。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にある場合には、何も処理せずメインルーチンに戻る。リアディレーラ26rがスプロケットR1の位置にない場合には、ステップS43からステップS44に移行してリアディレーラ26rを一段シフトダウンする。
【0067】
リアディレーラ26rがスプロケットR3の位置にある場合には、ステップS41からステップS45に移行する。ステップS45では、フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF3とスプロケットR2との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にある場合には、ステップS45からステップS46に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトダウンする。これにより、スプロケットF3とスプロケットR2及びスプロケットR1との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にない場合には、ステップS45からステップS47に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR2の位置にシフトダウンする。
【0068】
リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にある場合には、ステップS42からステップS48に移行する。ステップS48では、フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを回避するために行われる。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS48からステップS50に移行してフロントディレーラ26fをスプロケットF1の位置にシフトダウンする。これにより、スプロケットF2とスプロケットR1との組み合わせを禁止している。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合には、ステップS48からステップS49に移行してリアディレーラ26fをスプロケットR1の位置にシフトダウンする。これらの処理が終了するとメインルーチンに戻る。
【0069】
シフトダウン2処理、つまりフロント優先変速処理では、図10のステップS50でクランクが回転しているか否かを判断する。クランクが回転していない場合は何も処理せずにメインルーチンに戻る。クランクが回転している場合はステップS51に移行する。ステップS51では、フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にある場合には何も処理せずにメインルーチンに戻る。フロントディレーラ26fがスプロケットF1の位置にない場合には、ステップS51からにステップS52に移行してフロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にあるか否かを判断する。フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にない場合、つまりフロントディレーラ26fがスプロケットF3の位置にある場合には、ステップS52からにステップS53に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にある場合には、ステップS53からステップS54に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR7の位置にシフトダウンしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF2の位置にシフトダウンする。これにより、禁止されたスプロケットF2とスプロケットR8との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR8の位置にない場合には、ステップS53からステップS55に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトダウンする。
【0070】
フロントディレーラ26fがスプロケットF2の位置にある場合には、ステップS52からステップS56に移行してリアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にあるか否かを判断する。この判断は、禁止されたスプロケットF1とスプロケットR7との組み合わせを回避するために行われる。リアディレーラ26rがスプロケットR7の位置にある場合には、ステップS56からステップS57に移行し、リアディレーラ26rをスプロケットR6の位置にシフトダウンしてからフロントディレーラ26fをスプロケットF1の位置にシフトダウンする。これにより、禁止されたスプロケットF1とスプロケットR7との組み合わせ及びスプロケットF1とスプロケットR8との組み合わせを禁止している。リアディレーラ26rがスプロケットR2の位置にない場合には、ステップS56からステップS55に移行し、フロントディレーラ26fを一段シフトダウンする。
【0071】
このフロント優先処理であるシフトダウン2処理でも原則的にフロントディレーラ26fだけをシフトダウンする。しかし、禁止された組み合わせが生じる場合には、フロントディレーラ26fに加えてリアディレーラ26rもシフトダウンする。
【0072】
手動変速処理の場合は、図11のステップS61で変速スイッチ20aが操作されたか否かを判断する。ステップS62では、変速スイッチ20bが操作されたか否かを判断する。ステップS63では、変速スイッチ20cが操作されたか否かを判断する。ステップS64では、変速スイッチ20dが操作されたか否かを判断する。
【0073】
変速スイッチ20aが操作されると、ステップS61からステップS65に移行し、図9に示すシフトダウン1処理を実行する。変速スイッチ20bが操作されると、ステップS62からステップS66に移行し、図7に示すシフトアップ1処理を実行する。変速スイッチ20cが操作されると、ステップS63からステップS67に移行し、図10に示すシフトダウン2処理を実行する。変速スイッチ20dが操作されると、ステップS64からステップS68に移行し、図8に示すシフトアップ2処理を実行する。
【0074】
この手動変速処理では、ハンドルバー15の右側のリアディレーラ26rを変速動作させるための変速スイッチ20a,20bが操作されたときは、原則的にはリアディレーラ26rだけをシフトアップ及びシフトダウンする。しかし、禁止された組み合わせが生じないようにするために、そのおそれがある場合は、フロントディレーラ26fがシフトダウン及びシフトアップするシフトダウン1処理及びシフトアップ1処理を行っている。
【0075】
また、ハンドルバー15の左側のフロントディレーラ26fを変速動作させるための変速スイッチ20a,20dが操作されたときも同様に原則的には、フロントディレーラ26fだけをシフトアップ及びシフトダウンする。しかし、禁止された組み合わせが生じないようにするために、そのおそれがある場合は、リアディレーラ26rがシフトダウン及びシフトアップするシフトダウン2処理及びシフトアップ2処理を行っている。
【0076】
このようにこの実施形態では、自動変速モードだけではなく手動変速モードでもチェーン29がスプロケットに対して斜めに大きく傾く禁止されたスプロケットの組み合わせが生じないようにしている。このため、前後の変速装置8,9間の伝達効率を高く維持できるとともにチェーン29とスプロケットとの接触による音鳴りが生じにくくなる。
【0077】
また、通常の走行ではリアディレーラ26rを優先して変速し、速度が大きく変動すると、フロントディレーラ26fを優先して変速しているので、速度の急激な変動が生じても前変速装置の頻繁な変速動作を抑えることができる。
【0078】
〔他の実施形態〕
(a)前記実施形態では、前変速装置8が3枚のスプロケットを有する場合を例に説明したが、2枚のスプロケットを有するものにも本発明を適用できる。
【0079】
(b)前記実施形態では、走行状態として車速(実際にはパルス間隔)を検出したが、走行状態としてクランク回転数を検出し、それに応じて変速するようにしてもよい。たとえば、リードスイッチ23からのパルス信号によりクランク回転数は検出できる。この場合、クランチ回転数が第1所定値(たとえば60回転)をシフトダウンしきい値としてそれを超えたとき、シフトダウンし、それより低速側の第2所定値(たとえば45回転)をシフトアップしきい値としてそれよりさがったとき、シフトアップするように構成すればよい。
【0080】
(c)前記実施形態では、交流発電機19からの信号により車速を検出したが、たとえば、車輪の回転を検出する磁石とリードスイッチとからなる車速センサにより車速に応じた信号を検出するように構成してもよい。
【0081】
(d)前記実施形態では、前後のディレーラ26f,26rの両方を電気的に制御可能に構成したが、いずれか一方のみ電気的に制御する構成にしてもよい。この場合、電気的に制御されないディレーラについては、変速位置情報を検出するように構成すればよい。たとえば、ディレーラの位置を検出する位置センサを設けたり、変速操作部の変速位置情報に位置センサを設けたりして変速位置情報を検出すればよい。
【0082】
(e)前記実施形態では、スプロケットF1,F8及びF3,R1のチェーンが最も斜めになる組み合わせ、スプロケットF1,F7及びF3スプロケットR2の2番目に斜めになる組み合わせ、並びにスプロケットF2,R1及びF2,R8の組み合わせの3種の組み合わせを禁止している。しかし、スプロケットF1,F8及びF3,R1の少なくともいずれかの組み合わせを禁止すればよい。
【0083】
【発明の効果】
本発明によれば、組み合わせ禁止手段で禁止された最大歯数の前スプロケットと最大歯数の後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前スプロケットと最小歯数の後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかが生じないので、チェーンがスプロケットに対して大きく傾くような組み合わせが生じにくくなり、前後の変速装置間の伝達効率を高く維持できるとともに音鳴りが生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を採用した自転車の側面図。
【図2】 そのハンドル部分の斜視拡大図。
【図3】 制御装置の構成の一部を示すブロック図。
【図4】 制御装置の構成の残りを示すブロック図。
【図5】 液晶表示部の表示画面の一例を示す模式図。
【図6】 第1制御部のメインルーチンの制御内容を示すフローチャート。
【図7】 シフトアップ1処理の制御内容を示すフローチャート。
【図8】 シフトアップ2処理の制御内容を示すフローチャート。
【図9】 シフトダウン1処理の制御内容を示すフローチャート。
【図10】 シフトダウン2処理の制御内容を示すフローチャート。
【図11】 手動変速処理の制御内容を示すフローチャート。
【図12】 シフトアップしきい値の一例を示す図。
【図13】 シフトダウンしきい値の一例を示す図。
【符号の説明】
8 前変速装置
9 後変速装置
11 制御装置
19 交流発電機
26f,26r フロント及びリアディレーラ
29 チェーン
30 第1制御ユニット
35 第1制御部
F1〜F3,R1〜R8 スプロケット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention electrically controls at least one of a front and rear transmission apparatus having a front and rear derailleur for shifting a chain to any one of a plurality of front and rear sprockets and sprockets each having a different number of teeth. The present invention relates to a bicycle transmission control device that changes the combination of front and rear sprockets.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally known sports bicycles and light vehicles have a transmission control device with an automatic transmission function that controls the front and rear transmission devices (for example, front and rear derailleurs and front and rear sprockets) according to the vehicle speed. (For example, refer to Patent Document 1). In the conventional shift control device that automatically shifts the front and rear transmissions disclosed in the above-mentioned document, the front and rear transmissions are shifted according to the vehicle speed in the automatic shift mode, and the sprocket used during the shift of the front and rear transmissions is changed. Shift control is performed so as to shift using either of them. This prevents unnecessary shifts from occurring. As described above, when the automatic transmission is performed using the front and rear transmissions, a fine automatic transmission corresponding to a small change in gear ratio can be achieved as compared with the case where only the rear transmission is automatically changed.
[0003]
In general, in an external transmission having a plurality of sprockets and a derailleur, the front sprocket arranged on the outer peripheral side of the crankshaft has a sprocket with the largest number of teeth arranged outward in the axial direction of the crankshaft. Then, the number of teeth is gradually reduced inward in the axial direction. Further, in the rear sprocket mounted on the rear wheel, the sprocket having the largest number of teeth is disposed inward in the axial direction of the hub shaft, and then the number of teeth is gradually decreased outward in the axial direction. When a plurality of front and rear sprockets are arranged in this manner, the outermost sprocket has the largest gear ratio, and the innermost sprocket has the smallest gear ratio.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 8-501742
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional configuration, in order to prevent useless gear shifting, gear shifting control is performed so as to shift gears using any of the sprockets in use at the time of shifting the front and rear transmission devices. For this reason, a shift operation using a combination of sprockets having the largest number of teeth and sprockets having the smallest number of teeth occurs. Such a combination of the front and rear sprockets is a combination of the outermost sprocket disposed in the axial direction and the innermost sprocket, and the chain is largely inclined obliquely with respect to the sprocket. When the chain is tilted in this way, the transmission efficiency from the front sprocket to the chain and the transmission efficiency from the chain to the rear sprocket are deteriorated. In some cases, such as when lubrication is neglected, the sprocket and the chain may rub against each other and cause noise.
[0006]
This is the same when shifting manually, and the above-described problem is likely to occur when the sprocket combination described above occurs.
[0007]
It is an object of the present invention to maintain high transmission efficiency between front and rear transmissions and to make it difficult to generate noise in an apparatus that controls the transmission of front and rear transmissions.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A bicycle transmission control device according to a first aspect of the present invention is directed to either a front or rear transmission having a front or rear derailleur for shifting a chain to any one of a plurality of front and rear sprockets each having a different number of teeth. A device for changing the combination of the front and rear sprockets electrically controlled in accordance with the operation of the shift switch, comprising a combination prohibiting means, a shift signal generating means, and a shift means. The combination prohibiting means is a means for prohibiting at least one of the combination of the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth. . The shift signal generation means is a front shift switch Control Depending on the work, in front Transmission The Generate and output a shift signal for shifting, Generates a shift signal for shifting the rear transmission according to the operation of the rear shift switch It is a means to output. The shift means is from the shift signal generating means. When the rear shift signal is output, the front shift signal is output according to the shift position of the front and rear derailleur. Derailleur The This means is electrically controlled to shift the chain so that the combination of the front and rear sprockets prohibited by the combination prohibiting means does not occur.
[0009]
In this speed change control device, at least one of the combination of the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth are provided by the combination prohibiting unit. Is prohibited, the shift means shifts the chain by controlling at least one of the front and rear derailleurs so that the combination does not occur. Here, in manual shifting, at least one of the combination of the front sprocket with the maximum number of teeth prohibited by the combination prohibiting means and the rear sprocket with the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket with the minimum number of teeth and the rear sprocket with the minimum number of teeth Therefore, a combination in which the chain is largely inclined with respect to the sprocket is less likely to occur, so that transmission efficiency between the front and rear transmissions can be maintained high and noise is less likely to occur.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the bicycle transmission control apparatus according to the first aspect, wherein the number of front sprockets is three, and the combination prohibiting means includes the front sprocket having an intermediate number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the minimum number of teeth. Further combinations with are prohibited. In this case, the combination of the front sprocket with the intermediate number of teeth having the next largest chain inclination and the rear sprocket with the maximum and minimum number of teeth is further prohibited, so that the transmission efficiency between the front and rear transmissions can be maintained higher. At the same time, the sound is more difficult to generate.
[0011]
A bicycle shift control device according to a third aspect of the invention is the device according to the first or second aspect, wherein the combination prohibiting means includes the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the number of teeth in one step smaller than the maximum number of teeth and the minimum number of teeth. The combination of the front sprocket and the rear sprocket having one stage number of teeth larger than the minimum number of teeth is further prohibited. In this case, the front sprocket with the largest number of teeth having the next largest chain inclination and the number of one-stage teeth less than the maximum number of teeth, the rear sprocket with the smallest number of teeth, and the number of one-stage teeth more than the minimum number of teeth. Since the combination with the rear sprocket is further prohibited, the transmission efficiency between the front and rear transmissions can be maintained at a higher level and the noise is less likely to occur.
[0012]
A bicycle shift control device according to a fourth aspect of the present invention is the device according to any one of the first to third aspects, further comprising crank rotation detection means for detecting whether or not the bicycle crank is rotating. If it is determined that the chain is not rotating, the chain is not shifted even if one of the front and rear shift switches is operated.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the bicycle shift control device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the shift means electrically controls the front and rear derailleurs and the front and rear sprockets prohibited by the combination prohibition means. When a combination is about to occur, the chain is shifted to a front sprocket that has a different number of teeth. In this case, if a prohibited combination is to be generated, a shifting operation is performed by the front sprocket, so that a smooth shifting can be realized.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, a bicycle employing one embodiment of the present invention is a mountain bike with front and rear suspensions, a frame 1 having a frame body 2 with a rear suspension 13r and a front fork 3 with a front suspension 13f, and a handle portion. 4, drive unit 5 including front and rear transmissions 8 and 9, front wheel 6 mounted on front fork 3, rear wheel 7 mounted with hub dynamo 10, and each unit including front and rear transmissions 8 and 9 The control apparatus 11 (FIG. 3) for controlling is provided.
[0015]
The frame body 2 of the frame 1 is manufactured by welding a deformed square pipe. Each part including the saddle 18 and the drive part 5 is attached to the frame body 2. The front fork 3 is attached to the front portion of the frame body 2 so as to be swingable about an inclined axis.
[0016]
As shown in FIG. 2, the handle portion 4 includes a handle stem 12 fixed to the upper portion of the front fork 3 and a handle bar 15 fixed to the handle stem 12. A brake lever 16 and a grip 17 are attached to both ends of the handle bar 15. The brake lever 16 is attached to the front and rear transmission switches 20a, 20b, 20c, and 20d that perform manual transmission operation of the front and rear transmissions 8 and 9, and an operation switch that switches the operation mode between the automatic transmission mode and the manual transmission mode. 21a and an operation switch 21b for manually switching between the hard and soft suspensions 13f and 13r are mounted. The shift switch 20a is a switch for shifting down a rear derailleur 26r described later in the manual shift mode by one step, and the shift switch 20b is a switch for shifting up the rear derailleur 26r by one step. The shift switch 20c is a switch for shifting down a front derailleur 26f described later in the manual shift mode by one step, and the shift switch 20d is a switch for shifting up the front derailleur 26f by one step.
[0017]
The drive unit 5 includes a crank 27 provided on the lower portion (hanger portion) of the frame body 2 and exterior-type front and rear transmissions 8 and 9. The front transmission 8 has three sprockets F1 to F3 attached to the crank 27 and a front derailleur 26f attached to the frame body 2. The rear transmission 9 includes, for example, a multistage gear 25 having eight sprockets R1 to R8 and a rear derailleur 26r attached to the rear portion of the frame body 2. The crank 27 has a gear crank 27a on which three sprockets F1 to F3 are mounted and a left crank 27b. Further, the drive unit 5 includes a chain 29 that is spanned over one of the sprockets F1 to F3 and R1 to R8 of the gear crank 27a and the multistage gear 25, respectively.
[0018]
The sprockets F1 to F3 on the front side have the number of teeth in order from the sprocket F1 having the smallest number of teeth, and the sprocket F3 having the largest number of teeth is arranged on the outermost side. Further, the rear side sprockets R1 to R8 have a smaller number of teeth in order from the sprocket R1 having the largest number of teeth, and the sprocket R8 having the smallest number of teeth is arranged on the outermost side. In FIG. 1, the number of sprockets R1 to R8 is not accurately shown in order to simplify the drawing.
[0019]
A rotation detector (not shown) for detecting the rotation of the crank 27 is attached to the rotation center on the left crank 27b side. The rotation detector includes a reed switch 23 (FIG. 3) and a magnet (not shown) arranged at an interval in the rotation direction of the crank 27 on the rotation center side of the reed switch 23. 23 outputs four pulses per revolution of the crank 27. Here, the reason why the rotation detector is provided is that, in the case of the exterior transmission, since the gear cannot be changed unless the crank 27 is rotating, the gear shifting operation is performed only when the crank 27 is rotating. .
[0020]
The hub dynamo 10 for the rear wheel 7 is a hub on which a brake wheel for a disc brake and a free wheel on which a multistage gear 25 is mounted can be mounted, and an AC generator 19 that generates power by rotation of the rear wheel 7 (FIG. 3). have.
[0021]
The control device 11 controls the transmissions 8 and 9 and the suspensions 13f and 13r according to the operation of the transmission switches 20a to 20d and the operation switches 21a and 21b, and automatically controls them according to the speed.
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, the control device 11 has three control units of first, second, and third control units 30 to 32. The first control unit 30 is connected to the AC generator 19. The first control unit 30 is driven by the electric power generated by the AC generator 19, and controls the front derailleur 26f, the rear derailleur 26r, and the rear suspension 13r with the supplied electric power. The first control unit 30 is connected to the second control unit 31 and supplies a control signal to the second control unit 31 and the third control unit 32 on the electric power. Specifically, the supplied power is turned on / off according to the control signal, and the control signal is output on the power.
[0023]
The second control unit 31 controls the front suspension 13f in accordance with the control signal sent from the first control unit 30, and mediates operation information of the switches 20a to 20d, 21a, 21b to the first control unit 30. To do.
[0024]
The third control unit 32 is detachably attached to the second control unit 31. The third control unit 32 includes a liquid crystal display unit 56 that can display travel information, and controls the display of the liquid crystal display unit 56 in accordance with a control signal output from the first control unit 30. The liquid crystal display unit 56 displays travel information such as the vehicle speed, travel distance, and shift position.
[0025]
The first control unit 30 is mounted on, for example, a hanger portion at the bottom of the frame body 2 and is provided adjacent to the rotation detector and the front derailleur 26f. The first control unit 30 controls the transmissions 8 and 9 and the rear suspension 13r according to the operation mode. Specifically, in the automatic mode, the transmissions 8 and 9 are controlled to shift according to the speed, and the rear suspension 13r is controlled to have two hardnesses according to the speed. In the manual mode, the transmissions 8 and 9 and the rear suspension 13r are controlled in accordance with the operation of each of the shift switches 20a to 20d and the operation switches 21a and 21b. In addition, the speed signal is output to the second control unit 31 and the third control unit 32 as a control signal.
[0026]
The first control unit 30 has a first control unit 35 formed of a microcomputer including a CPU, a memory, an I / O interface, and the like. The first control unit 35 includes a waveform shaping circuit 36 for generating a speed signal by a pulse output from the AC generator 19, a charge control circuit 33, a first power storage element 38a, and a reed switch 23 of the rotation detector. The power communication circuit 34 and the power on / off switch 28 are connected. Further, a motor driver (FMD) 39f of the front derailleur 26f, a motor driver (RMD) 39r of the rear derailleur 26r, an operation position sensor (FLS) 41f of the front derailleur 26f, an operation position sensor (RLS) 41r of the rear derailleur 26r, A motor driver (RSD) 43r of the rear suspension 13r is connected.
[0027]
The memory in the first control unit 35 stores travel data such as various travel information and stores control data necessary for control. For example, as control data, as shown in FIGS. 12 and 13, a shift-up threshold value U (F, R) for shifting according to the combination of the sprockets F1 to F3 and R1 to R8 and the vehicle speed (FIG. 12) and a shift-down threshold value D (F, R) (FIG. 13) are stored. Here, the shift-up threshold value U (F, R) and the shift-down threshold value D (F, R) are set according to the vehicle speed, and the vehicle speed at the shift timing differs according to the rider's preference and running state. For example, 9 levels from Table 4 to Table 4 are set. Here, the speed is changed on the high speed side as it goes from the table 0 to the table 4, and conversely, the speed is changed on the low speed side as it goes to the table-4. Here, in FIG. 14, in the table 0, for example, the speed at which the chain 29 is hung on the sprocket F2 of the front derailleur 26f and the sprocket R3 of the rear derailleur 26r is the speed of the intersection of F2 and R3 (in this case 11.66) is exceeded. This value becomes the shift-up threshold value U (F2, R3) of the combination of the front and rear sprockets F2, R3. The same applies to the downshift threshold shown in FIG.
[0028]
The first control unit 35 is supplied with power from the second power storage element 38b connected to the first power storage element 38a via the diode 42. The diode 42 is provided so that a current flows in only one direction from the first power storage element 38a to the second power storage element 38b. Thereby, the backflow from the 2nd electrical storage element 38b to the 1st electrical storage element 38a can be prevented. Here, the first power storage element 38a mainly consumes the motor drivers 39f, 39r, 43f, 43r, the suspensions 13f, 13r having the motors driven by the motor drivers 39f, 39r, 43f, 43r, the derailleurs 26f, 26r, and the like. It is used as a power source for electrical components with large electric power and large electric capacity. However, it is also used as a power source for the second control unit 45 described later. The second power storage element 38b is used as a power source for electrical components with low power consumption and small electric capacity, such as the first control unit 35, a third control unit 55 and a liquid crystal display unit 56 described later.
[0029]
The first and second power storage elements 38 a and 38 b are composed of large-capacity capacitors such as electric double layer capacitors, for example, and store DC power output from the AC generator 19 and rectified by the charge control circuit 33. The power storage elements 38a and 38b may be constituted by a secondary battery such as a nickel / cadmium battery, a lithium ion battery, or a nickel metal hydride battery instead of the capacitor.
[0030]
The charging control circuit 33 rectifies the electric power output from the AC generator 19 to generate DC electric power, and the electric power output from the rectifying circuit 37 is turned on / off by a voltage signal from the first control unit 35. A charging on / off switch 40 is provided. The charge on / off switch 40 is provided so as not to store excessively high voltage power in the first power storage element 38a. The voltage of the 1st electrical storage element 38a is monitored by the 1st control part 35, and the 1st control part 35 is a voltage signal which turns off the charge on / off switch 40 when the monitored voltage becomes more than a predetermined voltage (for example, 7 volts). And the charging on / off switch 40 is opened. Further, a voltage signal that is turned on when the voltage is lower than a predetermined voltage (for example, 5.5 volts) is output, and the charging on / off switch 40 is closed.
[0031]
The power communication circuit 34 is also connected to the second power storage element 38b. The power communication circuit 34 turns on and off the power sent from the second power storage element 38b by a control signal corresponding to information such as speed, distance, gear position, automatic or manual, suspension hardness and the like from the first control unit 35. The control signal is supplied to the second control unit 31 with electric power including the control signal.
[0032]
The power on / off switch 28 is also connected to the first power storage element 38a. The power on / off switch 28 is provided to turn on / off the power sent from the first power storage element 38 a to the motor driver 43 f of the front suspension 13 f and the second control unit 31. The power on / off switch 28 is turned off by a signal from the first control unit 35 when the control of the front and rear suspensions 13f and 13r is finished, and is turned on when the control is started. Thereby, useless consumption of the electric power of the 1st electrical storage element 38a can be suppressed.
[0033]
Each motor driver 39f, 39r, 43f, 43r receives a drive signal for driving motors 44f, 44r provided in the derailleurs 26f, 26r and motors (not shown) provided in the suspensions 13f, 13r according to the control signal. Output to each motor.
[0034]
As shown in FIG. 2, the second control unit 31 is attached by a bracket 50 that can be fixed to the handle bar 15 of the handle portion 4. As shown in FIG. 4, the second control unit 31 has a second control unit 45 formed of a microcomputer. The second control unit 45 is connected to the first receiving circuit 46 and a motor driver (FSD) 43f of the front suspension 13f. The first receiving circuit 46 is connected to the telecommunication circuit 34 of the first control unit 30, extracts a control signal included in the power, and outputs it to the second control unit 45. The electric communication circuit 34 is also connected to the third power storage element 38c. The third power storage element 38c uses a relatively small-capacitance capacitor such as an electrolytic capacitor, for example, and is provided to smooth the power turned on and off by the control signal. A buffer amplifier 48 is connected to the third power storage element 38c. The buffer amplifier 48 is an amplifier that can keep the input / output voltage constant, and is provided to stabilize analog voltage signals from the shift switches 20a and 20b and the operation switches 21a and 21b.
[0035]
The second control unit 31 operates with the electric power from the first power storage element 38a and controls the front suspension 13f according to the operation mode based on the control signal carried on the power of the second power storage element 38b. Specifically, in the automatic mode, the front suspension 13f is switched according to the speed, and in the manual shift mode, the front suspension 13f is switched according to the operation of the operation switch 21b. As described above, the second control unit 45 operates only when the suspension is controlled by the power on / off switch 28.
[0036]
The third control unit 32 is a so-called cycle computer, and is detachably attached to the second control unit 31. In addition, the third control unit 32 is provided with a battery 59 such as a button battery, and can supply power from the battery 59. Thereby, even if the third control unit 32 is detached from the second control unit 31, the third control unit 32 is operable. For this reason, various initial settings such as the setting of the wheel diameter can be performed, and various data such as the travel distance and travel time can be stored.
[0037]
As shown in FIG. 4, the third control unit 32 includes a third control unit 55 formed of a microcomputer. The third control unit 55 is connected to a liquid crystal display unit 56, a backlight 58, a battery 59, a second receiving circuit 61, and a fourth power storage element 38d. The liquid crystal display unit 56 can display various travel information such as speed, cadence, travel distance, shift position, suspension state, and the like, and is illuminated by the backlight 58. The power stabilization circuit 57 stabilizes the power including the on / off signal by, for example, smoothing even if the control signal is supplied by turning on / off the power. As a result, even if the control signal to be turned on / off is loaded with power, the backlight 58 is less likely to flicker.
[0038]
The second receiving circuit 61 is connected in parallel to the first receiving circuit 46, extracts a control signal included in the power from the second power storage element 38 b, and outputs the control signal to the third control unit 55. The fourth power storage element 38d is composed of, for example, an electrolytic capacitor, and is provided to reduce the influence of a control signal that stores and supplies power supplied from the second power storage element 38b. The fourth power storage element 38 d is connected in parallel with the second reception circuit 61 and is connected to the third control unit 55 and the power stabilization circuit 57.
[0039]
FIG. 5 is a diagram showing display contents on the display surface 71 of the liquid crystal display unit 56. The display surface 71 is provided with a main numerical value display part 72, a sub numerical value display part 73, a content display part 74, a rear gear stage number display part 75, and a front gear stage number display part 76. Information such as the speed and time of the bicycle is displayed numerically on the main numerical value display part 72 and the sub numerical value display part 73. The content display section 74 displays the display contents of the main numerical value display section 72 and the sub numerical value display section 73 and displays the speed change mode. For example, “VEL” indicates the traveling speed, “DST” indicates the traveling distance or accumulated distance, “CLK” indicates the time, “TIM” indicates the traveling time, and “GEA” indicates the shift position of the change gear device. ing. “AT” indicates that the automatic transmission mode is set, and “MT” indicates that the manual transmission mode is set.
[0040]
The speed unit can be switched between “Km / h” and “Mile / h”, and the distance unit can be switched between “Km” and “Mile”. By setting the unit of distance in the initial setting of the liquid crystal display unit 56, the unit display of the display surface 71 is also displayed.
[0041]
The rear gear stage display section 75 displays the gear stage number (shift position) of the rear transmission 9. In the rear gear stage number display section 75, disk-shaped displays with smaller dimensions are arranged from left to right. This is arranged corresponding to the effective diameter of the gear of the actual rear transmission 9. In the initial setting of the liquid crystal display unit 56, the number of gear stages of the front and rear transmissions 8 and 9 can be set so as to match the actual number of gear stages of the bicycle. For example, if the rear gear stage number is set to eight, the rear gear stage display unit 75 displays eight disk-like displays from the left side and does not display one on the right side.
[0042]
The front gear stage display section 76 displays the gear stage number of the front transmission 8. In the front gear stage display section 76, disk-shaped displays whose dimensions are sequentially reduced are arranged from right to left. If the front gear stage number is set to 2 in the initial setting, the front gear stage display unit 56 displays two disk-like displays from the right side and does not display the left one. As described above, the rear gear stage display unit 75 and the front gear stage display unit 76 are arranged so as to have a large and small disk-shaped display corresponding to the gear arrangement of the actual transmissions 8 and 9 of the bicycle. The number of gears is intuitively understood at a glance.
[0043]
In the control device 11 having such a configuration, when the bicycle travels, the AC generator 19 of the hub dynamo 10 generates electric power, and the electric power is sent to the first control unit 30, and electric power is supplied to the first and second power storage elements 38a and 38b. Is stored. Here, since the AC generator 19 is provided on the rear wheel 7, for example, if the stand is turned up and the pedal is turned, the first and second power storage elements 38a and 38b can be charged even if the charging amount is insufficient. For this reason, if a pedal is turned for adjustment of a transmission, it can charge easily, and operation | work, such as a setting of the liquid crystal display part 56, can be performed easily even if charge amount is insufficient.
[0044]
Further, since the first control unit 30 is provided in the hanger portion, the distance from the AC generator 19 is reduced, the power cable is shortened, and the efficiency of signal exchange and power supply is increased.
[0045]
Further, when the speed signal is generated by the first control unit 35 by using the pulse shaped by the waveform shaping circuit 36, the derailleur 26f, 26r and the suspensions 13f, 13r are controlled according to the speed signal in the automatic transmission mode. The Specifically, a speed change operation is performed when the speed exceeds or falls below a predetermined threshold during traveling in the automatic mode. This speed change operation is preferentially performed by the rear derailleur 26r. Further, when the speed exceeds a predetermined speed, both suspensions 13f and 13r become hard.
[0046]
When an electrical component driven by a motor such as the derailleur 26f, 26r or the suspension 13f, 13r is driven, the voltage of the first power storage element 38a may decrease. If the first control unit 35, the third control unit 55, or the liquid crystal display unit 56 uses the first power storage element 38a as a power source, there is a possibility that the voltage drop may cause a reset or malfunction. However, here, since the second power storage element 38b connected to the first power storage element 38a by the diode 42 is used as the power source of these electrical components, the first power storage element 38a is not affected even if the voltage drops. . In addition, the second control unit 45 uses the first power storage element 38a as a power source, but is turned off except during the control of the suspension 13f, and thus is less susceptible to the voltage drop of the first power storage element 38a.
[0047]
A control signal corresponding to information generated by the first control unit 35 such as speed, distance, shift speed, automatic or manual, and suspension hardness is output to the power communication circuit 34, and the power communication circuit 34 receives the second signal based on the control signal. The power supplied from the storage element 38b is turned on and off, and a control signal expressed by turning the power on and off is sent to the second control unit 45 and the third control unit 55 together with the power. The second control unit 45 operates with the power supplied from the first power storage element 38a, and outputs a signal for controlling the front suspension 13f to the motor driver 43f by a control signal carried on the power from the second power storage element 38b. To do. In addition, the third control unit 55 outputs the speed based on the control signal and other various information to the liquid crystal display unit 56, and calculates the distance by the pulse.
[0048]
When the operation switches 21a and 21b and the shift switches 20a to 20d are operated, signals of different analog voltages are output to the first control unit 35 via the buffer amplifier 48, and the first control unit 35 derailleurs 26f and 26r. Among them, a signal for controlling the suspension 13f and 13r and a signal for changing the mode are generated, and the signal for controlling the front suspension 13f is output to the power communication circuit 34 to supply power in the same manner as the speed signal. It is turned on / off and output to the second control unit 45, and the second control unit 45 controls the front suspension 13f.
[0049]
Next, the shifting operation of the first control unit 35 mounted on the first control unit 30 will be mainly described.
[0050]
When the rear wheel 7 rotates and electric power is supplied from the AC generator 19, and is stored in the first power storage element 38 a and supplied to the first control unit 35, the shift control of the bicycle 1 becomes possible. Thereby, first, the initial setting of the first control unit 35 is performed in step S1 of FIG. In this initial setting, the shift mode is set to the automatic shift mode, for example. In step S2, it is determined whether or not the automatic transmission mode is set. In step S3, it is determined whether or not the manual shift mode is set. In step S4, for example, it is determined whether or not other modes such as the hardness of the suspensions 13f and 13r, the change in the screen display of the liquid crystal display unit 56, and the selection operation of nine types of threshold values are designated.
[0051]
If it is determined that the automatic transmission mode has been designated, the vehicle speed V calculated based on the signal output from the AC generator 19 and waveform-shaped by the waveform-shaping circuit 36 is captured in step S5, which proceeds from step S2 to step S5. In step S6, the current combination of the sprockets (combining the front and rear shift stages) F and R is taken in depending on the state of the operation position sensors 41f and 41r provided in the derailleurs 26f and 26r. Here, the variable F is a variable indicating the operating position of the front derailleur 26 f and changes between 1 and 3. The variable R is a variable indicating the operating position of the rear derailleur 26r, and changes between 1 and 8.
[0052]
In step S7, it is determined whether or not the captured vehicle speed V exceeds a shift-up threshold value U (F, R) shown in FIG. 12 set for each combination of front and rear gear positions.
[0053]
Specifically, each time the vehicle speed V is captured, the pulse interval corresponding to the vehicle speed V output from the waveform shaping circuit 36 is compared with the pulse interval corresponding to the threshold value. When comparing pulse intervals, the pulse interval varies depending on the vehicle speed V, so the pulse interval corresponding to the vehicle speed V is shorter (the vehicle speed V is faster) or longer (the vehicle speed V is slower) than the pulse interval corresponding to the threshold value. ) Determines that the threshold has been exceeded.
[0054]
In step S8, it is determined whether or not the captured vehicle speed V is below the shift-down threshold value D (F, R) shown in FIG. 13 set for each combination of gears. If it is determined that the captured vehicle speed V exceeds the shift-up threshold value U (F, R) for each gear stage combination, the process proceeds from step S7 to step S9. In step S9, it is determined whether or not the captured vehicle speed V exceeds a shift-up threshold value U (F, R + 1) based on a combination of one high-speed sprocket R + 1 of the rear transmission 9 and the sprocket F of the front transmission 8. to decide. Based on this determination, it is determined whether or not the bicycle is rapidly accelerating. If it is determined that the captured vehicle speed V does not exceed the shift-up threshold value U (F, R + 1), the process proceeds from step S9 to step S10 to give priority to the shift of the rear transmission 9, and the shift-up 1 shown in FIG. Execute the process. If it is determined that the captured vehicle speed V exceeds the shift-up threshold value U (F, R + 1), that is, it is determined that the bicycle is rapidly accelerating, the routine proceeds from step S9 to step S11, and the front transmission 8 The shift-up 2 process shown in FIG.
[0055]
If it is determined that the captured vehicle speed V is below the shift-down threshold value D (F, R) for each gear position, the process proceeds from step S8 to step 12. In step S12, the captured vehicle speed V falls below a shift-down threshold value D (F, R-1) based on the combination of one low-speed sprocket R-1 of the rear transmission 9 and the sprocket F of the front transmission 8. Determine whether or not. Based on this determination, it is determined whether the bicycle is decelerating rapidly. If it is determined that the captured vehicle speed V is not lower than the shift-down threshold value D (F, R-1), the process shifts from step S12 to step S13 to give priority to the shift of the rear transmission 9 as shown in FIG. The down 1 process is executed. If it is determined that the captured vehicle speed V is lower than the shift-down threshold value D (F, R-1), that is, it is determined that the bicycle is decelerating rapidly, the process proceeds from step S12 to step S14 and the pre-shift is performed. The shift-down 2 process shown in FIG. Here, when acceleration / deceleration increases, that is, when the speed of the bicycle changes abruptly, priority is given to shifting by the front transmission 8 instead of the rear transmission 9, and the gear ratio is greatly changed.
[0056]
If it is determined that the manual transmission mode is selected, the process proceeds from step S3 to step S15. In step S15, the manual shift process shown in FIG. 11 is executed. If it is determined that the mode is another mode, the process proceeds from step S4 to step S16. In step S16, the selected other mode process is executed. For example, this process includes hard / soft switching of the suspensions 13f and 13r, display switching of the liquid crystal display unit 56, threshold value changing processing, and the like.
[0057]
In this shift control system, in order to prevent the chain from being greatly inclined, in the upshift 1 process, the sprocket F1 (sprocket having the smallest number of teeth on the front side) and the sprocket R7 (second smallest number of teeth on the rear side) Three combinations: a combination with a sprocket, a combination with a sprocket F1 and a sprocket R8 (sprocket with the smallest number of teeth on the rear side), and a combination with a sprocket F2 (a sprocket with an intermediate number of teeth on the front side) and a sprocket R8. It is prohibited. In the downshift 1 process, the combination of the sprocket F2 and the sprocket R1 (sprocket having the largest number of teeth on the rear side), the combination of the sprocket F3 (the sprocket having the largest number of teeth on the front side) and the sprocket R1, and the sprocket Three combinations of F1 and the sprocket R2 (sprocket with the second largest number of teeth on the rear side) are prohibited.
[0058]
In the upshift 1 process, it is determined in step S20 in FIG. 7 whether or not the crank is rotating. This determination is made because the exterior transmission cannot change gears unless the crank is rotating. The rotation of the crank is determined by a pulse input from the reed switch 23. If the crank is not rotating, no processing is performed and the process returns to the main routine.
[0059]
If the crank is rotating, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R6. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R6, the process proceeds to step S22 to determine whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R7. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R7, the process proceeds to step S23 to determine whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R8. When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R8, no processing is performed and the process returns to the main routine. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R8, the process proceeds from step S23 to step S24, and the rear derailleur 26r is shifted up by one stage.
[0060]
When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R6, the process proceeds from step S21 to step S25. In step S25, it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F1. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F1 and sprocket R7. When the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F1, the process proceeds from step S25 to step S26, and the front derailleur 26f is shifted up to the position of the sprocket F2. This prohibits the combination of the sprocket F1, the sprocket R7, and the sprocket R8. If the front derailleur 26f is not at the position of the sprocket F1, the process proceeds from step S25 to step S27, and the rear derailleur 26f is shifted up to the position of the sprocket R7.
[0061]
When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R7, the process proceeds from step S22 to step S28. In step S28, it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F2 and sprocket R8. When the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2, the process proceeds from step S28 to step S30, and the front derailleur 26f is shifted up to the position of the sprocket F3. Thereby, the combination of the sprocket F2 and the sprocket R8 is prohibited. If the front derailleur 26f is not at the position of the sprocket F2, the process proceeds from step S28 to step S29, and the rear derailleur 26f is shifted up to the position of the sprocket R8. When these processes are completed, the process returns to the main routine.
[0062]
In the upshift 2 process, that is, the front priority shift process, it is determined in step S30 in FIG. 8 whether or not the crank is rotating. If the crank is not rotating, no processing is performed and the process returns to the main routine. If the crank is rotating, the process proceeds to step S31. In step S31, it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F3. If the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F3, no processing is performed and the process returns to the main routine. If the front derailleur 26f is not at the position of the sprocket F3, the process proceeds from step S31 to step S32, and it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2. When the front derailleur 26f is not at the position of the sprocket F2, that is, when the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F1, the process proceeds from step S32 to step S33 to determine whether the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R1. to decide. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F2 and sprocket R1. When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R1, the process proceeds from step S33 to step S34, the rear derailleur 26r is shifted up to the position of the sprocket R2, and then the front derailleur 26f is shifted up to the position of the sprocket F2. This prohibits the combination of the prohibited sprocket F2 and the sprocket R1. If the rear derailleur 26r is not at the sprocket R1, the process proceeds from step S33 to step S35, and the front derailleur 26f is shifted up by one stage.
[0063]
When the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2, the process proceeds from step S32 to step S36, and it is determined whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R2. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F3 and sprocket R2. When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R2, the process proceeds from step S36 to step S37, the rear derailleur 26r is shifted up to the position of the sprocket R3, and then the front derailleur 26f is shifted up to the position of the sprocket F3. This prohibits the prohibited combination of sprocket F3 and sprocket R2 and the combination of sprocket F3 and sprocket R1. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R2, the process proceeds from step S36 to step S35, and the front derailleur 26f is shifted up by one stage.
[0064]
In the upshift 2 process that is the front priority process, in principle, only the front derailleur 26f is shifted up. However, when the prohibited combination occurs, the rear derailleur 26r is also shifted up in addition to the front derailleur 26f.
[0065]
In the downshift 1 process, it is determined in step S40 in FIG. 9 whether or not the crank is rotating. If the crank is not rotating, no processing is performed and the process returns to the main routine.
[0066]
If the crank is rotating, the process proceeds to step S41. In step S41, it is determined whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R3. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R3, the process proceeds to step S42 to determine whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R2. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R2, the process proceeds to step S43 to determine whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R1. When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R1, no processing is performed and the process returns to the main routine. When the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R1, the process proceeds from step S43 to step S44, and the rear derailleur 26r is shifted down by one stage.
[0067]
When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R3, the process proceeds from step S41 to step S45. In step S45, it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F3. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F3 and sprocket R2. When the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F3, the process proceeds from step S45 to step S46, and the front derailleur 26f is shifted down to the position of the sprocket F2. Thereby, the combination of the sprocket F3, the sprocket R2, and the sprocket R1 is prohibited. If the front derailleur 26f is not at the sprocket F3, the process proceeds from step S45 to step S47, and the rear derailleur 26f is shifted down to the position of the sprocket R2.
[0068]
When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R2, the process proceeds from step S42 to step S48. In step S48, it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F2 and sprocket R1. When the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2, the process proceeds from step S48 to step S50, and the front derailleur 26f is shifted down to the position of the sprocket F1. Thereby, the combination of the sprocket F2 and the sprocket R1 is prohibited. If the front derailleur 26f is not at the sprocket F2, the process proceeds from step S48 to step S49, and the rear derailleur 26f is shifted down to the position of the sprocket R1. When these processes are completed, the process returns to the main routine.
[0069]
In the downshift 2 process, that is, the front priority shift process, it is determined in step S50 in FIG. 10 whether or not the crank is rotating. If the crank is not rotating, no processing is performed and the process returns to the main routine. If the crank is rotating, the process proceeds to step S51. In step S51, it is determined whether or not the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F1. When the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F1, no processing is performed and the process returns to the main routine. If the front derailleur 26f is not at the position of the sprocket F1, the process proceeds from step S51 to step S52 to determine whether the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2. When the front derailleur 26f is not at the position of the sprocket F2, that is, when the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F3, the routine proceeds from step S52 to step S53 to determine whether or not the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R8. to decide. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F2 and sprocket R8. If the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R8, the process proceeds from step S53 to step S54, the rear derailleur 26r is shifted down to the position of the sprocket R7, and then the front derailleur 26f is shifted down to the position of the sprocket F2. Thereby, the combination of the prohibited sprocket F2 and the sprocket R8 is prohibited. If the rear derailleur 26r is not at the position of the sprocket R8, the process proceeds from step S53 to step S55, and the front derailleur 26f is shifted down by one stage.
[0070]
If the front derailleur 26f is at the position of the sprocket F2, the process proceeds from step S52 to step S56 to determine whether the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R7. This determination is made to avoid the prohibited combination of sprocket F1 and sprocket R7. When the rear derailleur 26r is at the position of the sprocket R7, the process proceeds from step S56 to step S57, the rear derailleur 26r is shifted down to the position of the sprocket R6, and then the front derailleur 26f is shifted down to the position of the sprocket F1. Thus, the prohibited combination of the sprocket F1 and the sprocket R7 and the combination of the sprocket F1 and the sprocket R8 are prohibited. If the rear derailleur 26r is not at the sprocket R2, the process proceeds from step S56 to step S55, and the front derailleur 26f is shifted down by one stage.
[0071]
In the downshift 2 process, which is the front priority process, in principle, only the front derailleur 26f is shifted down. However, when a prohibited combination occurs, the rear derailleur 26r is also shifted down in addition to the front derailleur 26f.
[0072]
In the case of manual shift processing, it is determined whether or not the shift switch 20a has been operated in step S61 of FIG. In step S62, it is determined whether or not the shift switch 20b has been operated. In step S63, it is determined whether or not the shift switch 20c has been operated. In step S64, it is determined whether or not the shift switch 20d has been operated.
[0073]
When the shift switch 20a is operated, the process proceeds from step S61 to step S65, and the shift down 1 process shown in FIG. 9 is executed. When the shift switch 20b is operated, the process proceeds from step S62 to step S66, and the upshift 1 process shown in FIG. 7 is executed. When the shift switch 20c is operated, the process proceeds from step S63 to step S67 to execute the downshift 2 process shown in FIG. When the shift switch 20d is operated, the process proceeds from step S64 to step S68, and the upshift 2 process shown in FIG. 8 is executed.
[0074]
In this manual shift process, when the shift switches 20a and 20b for shifting the right rear derailleur 26r on the handlebar 15 are operated, in principle, only the rear derailleur 26r is shifted up and down. However, in order to prevent the prohibited combination from occurring, if there is such a possibility, the front derailleur 26f performs a downshift 1 process and an upshift 1 process in which the front derailleur 26f shifts down and up.
[0075]
Similarly, when the shift switches 20a and 20d for shifting the front derailleur 26f on the left side of the handlebar 15 are operated, in principle, only the front derailleur 26f is shifted up and down. However, in order to prevent the prohibited combination from occurring, if there is such a possibility, the rear derailleur 26r performs the downshift 2 process and the upshift 2 process in which the downshift is performed.
[0076]
As described above, in this embodiment, not only the automatic transmission mode but also the manual transmission mode, the combination of the prohibited sprocket in which the chain 29 is largely inclined obliquely with respect to the sprocket is prevented. For this reason, the transmission efficiency between the front and rear transmissions 8 and 9 can be maintained high, and noise due to contact between the chain 29 and the sprocket is less likely to occur.
[0077]
In normal driving, the rear derailleur 26r is preferentially shifted, and when the speed fluctuates greatly, the front derailleur 26f is preferentially shifted. Therefore, frequent shifting of the front transmission is caused even if a sudden speed change occurs. Operation can be suppressed.
[0078]
Other Embodiment
(A) In the above-described embodiment, the case where the front transmission 8 has three sprockets has been described as an example. However, the present invention can be applied to one having two sprockets.
[0079]
(B) In the above-described embodiment, the vehicle speed (actually, the pulse interval) is detected as the traveling state. However, the crank rotational speed may be detected as the traveling state, and the speed may be changed accordingly. For example, the crank rotation speed can be detected by a pulse signal from the reed switch 23. In this case, when the number of crunch rotations exceeds a first predetermined value (for example, 60 rotations) as a shift-down threshold value, the downshift is performed and the second predetermined value on the lower speed side (for example, 45 rotations) is shifted up. What is necessary is just to comprise so that it may shift up when it falls below it as a threshold value.
[0080]
(C) In the above-described embodiment, the vehicle speed is detected by a signal from the AC generator 19. For example, a signal corresponding to the vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor including a magnet and a reed switch for detecting the rotation of the wheel. It may be configured.
[0081]
(D) In the above embodiment, both the front and rear derailleurs 26f and 26r are configured to be electrically controllable, but only one of them may be electrically controlled. In this case, the derailleur that is not electrically controlled may be configured to detect the shift position information. For example, the shift position information may be detected by providing a position sensor that detects the position of the derailleur or by providing a position sensor in the shift position information of the shift operation unit.
[0082]
(E) In the above embodiment, the combination of sprockets F1, F8 and F3, R1 is the most oblique, the combination of sprockets F1, F7 and F3 is the second oblique, and the sprockets F2, R1 and F2, Three combinations of R8 are prohibited. However, the combination of at least one of the sprockets F1, F8 and F3, R1 may be prohibited.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, at least one of the combination of the front sprocket having the maximum number of teeth prohibited by the combination prohibiting unit and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth. Therefore, a combination in which the chain is largely inclined with respect to the sprocket is less likely to occur, so that the transmission efficiency between the front and rear transmission devices can be maintained high and noise is less likely to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a bicycle adopting an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the handle portion.
FIG. 3 is a block diagram showing a part of the configuration of the control device.
FIG. 4 is a block diagram showing the rest of the configuration of the control device.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a display screen of a liquid crystal display unit.
FIG. 6 is a flowchart showing the control contents of the main routine of the first control unit.
FIG. 7 is a flowchart showing the control content of the upshift 1 process.
FIG. 8 is a flowchart showing control details of upshift 2 processing;
FIG. 9 is a flowchart showing control details of downshift 1 processing;
FIG. 10 is a flowchart showing the control content of downshift 2 processing.
FIG. 11 is a flowchart showing the control content of manual shift processing.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a shift-up threshold value.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a downshift threshold value.
[Explanation of symbols]
8 Front transmission
9 Rear transmission
11 Control device
19 Alternator
26f, 26r Front and rear derailleur
29 chain
30 First control unit
35 1st control part
F1-F3, R1-R8 sprocket

Claims (5)

歯数が異なるそれぞれ複数枚の前後のスプロケット及び前記スプロケットのいずれかにチェーンをシフトさせるための前後のディレーラを有する前後の変速装置のいずれかを、前後の変速スイッチの操作に応じて電気的に制御して前記前後のスプロケットの組み合わせを変更する自転車用変速制御装置であって、
最大歯数の前記前スプロケットと最大歯数の前記後スプロケットとの組み合わせ及び最小歯数の前記前スプロケットと最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせの少なくともいずれかを禁止するための組み合わせ禁止手段と、
前記変速スイッチの作に応じて、前記変速装置変速させるための変速信号を生成し、前記後変速スイッチの操作に応じて、前記後変速装置を変速させるための後変速信号を生成して出力する変速信号生成手段と、
前記変速信号生成手段から前記後変速信号が出力されたとき、前記前後のディレーラの変速位置に応じて、前記ディレーラ電気的に制御して、前記組み合わせ禁止手段により禁止された前記前後のスプロケットの組み合わせが生じないように前記チェーンをシフトさせるシフト手段と、
を備えた自転車用変速制御装置。
Any of a plurality of front and rear sprockets each having a different number of teeth and a front and rear transmission having a front and rear derailleur for shifting the chain to any one of the sprockets is electrically operated according to the operation of the front and rear transmission switches. A bicycle shift control device for controlling and changing the combination of the front and rear sprockets,
Combination prohibiting means for prohibiting at least one of a combination of the front sprocket having the maximum number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and a combination of the front sprocket having the minimum number of teeth and the rear sprocket having the minimum number of teeth; ,
Depending on the operation of the pre-shift switch, to generate a pre-shift signal for shifting the front transmission, according to the operation of the post-shift switch, the shift signal after the order to shift the rear gear shift apparatus a shift signal generating means for generating and outputting,
When the rear shift signal is output from the shift signal generation means, the front and rear sprockets are prohibited by the combination prohibition means by electrically controlling the front derailleur according to the shift positions of the front and rear derailleurs. Shifting means for shifting the chain so that a combination of
A shift control device for a bicycle comprising
前記前スプロケットは3枚であり、
前記組み合わせ禁止手段は、中間歯数の前スプロケットと最大歯数及び最小歯数の前記後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する、請求項1に記載の自転車用変速制御装置。
The front sprocket is three pieces,
The bicycle transmission control device according to claim 1, wherein the combination prohibiting unit further prohibits a combination of the front sprocket having the intermediate number of teeth and the rear sprocket having the maximum number of teeth and the minimum number of teeth.
前記組み合わせ禁止手段は、最大歯数の前記前スプロケットと最大歯数より1段階歯数が少ない前記後スプロケット及び最小歯数の前記前スプロケットと最小歯数より1段階歯数が多い前記後スプロケットとの組み合わせをさらに禁止する、請求項1又は2に記載の自転車用変速制御装置。  The combination prohibiting means includes the front sprocket having the maximum number of teeth, the rear sprocket having a lower number of one step than the maximum number of teeth, the front sprocket having a minimum number of teeth, and the rear sprocket having a number of one step smaller than the minimum number of teeth. The shift control device for a bicycle according to claim 1 or 2, further prohibiting the combination. 前記自転車のクランクが回転しているか否かを検出するクランク回転検出手段をさらに備え、
前記シフト手段は、前記クランクが回転していないと判断すると、前記前後の前記変速スイッチのいずれかが操作されても前記チェーンをシフトさせない、請求項1から3のいずれかに記載の自転車用変速制御装置。
Crank rotation detection means for detecting whether or not the bicycle crank is rotating,
The bicycle shift according to any one of claims 1 to 3, wherein when the shift means determines that the crank is not rotating, the chain is not shifted even if one of the front and rear shift switches is operated. Control device.
前記シフト手段は、前記前後のディレーラを電気的に制御して、前記組み合わせ禁止手段により禁止された前記前後のスプロケットの組み合わせが生じようとするとそれより歯数が1段階異なる前記前スプロケットに前記チェーンをシフトさせる、請求項1から4のいずれかに記載の自転車用変速制御装置。  The shift means electrically controls the front and rear derailleurs so that when the combination of the front and rear sprockets prohibited by the combination prohibition means is generated, the chain is connected to the front sprocket having a number of teeth different by one step from that. The shift control device for a bicycle according to any one of claims 1 to 4, wherein the shift is controlled.
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